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文檔簡介
買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 冷擠壓是精密塑性體積成型技術(shù)中的一個重要組成部分。冷擠壓是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具模腔內(nèi),在強大的壓力下和一定的速度作用下,迫使金屬從模具中擠出,從而獲得所需的形狀、尺寸以及具有一定力學性能的擠壓件。顯然,冷擠壓加工是靠模具來控制金屬流動,考金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來形成零件的。本設(shè)計介紹了 30 萬輥套網(wǎng)格零件結(jié)構(gòu)分析、擠壓工藝過程、擠壓設(shè)備選擇、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、凹凸模設(shè)計、擠壓件質(zhì)量分析、 30萬輥套網(wǎng)格模芯的結(jié)構(gòu)、凸模加工工藝及模具各部件造型進行論述。與常規(guī)的輥套網(wǎng)格加工工藝相比,冷擠壓成型的輥套網(wǎng) 格具有強度高、網(wǎng)格尺寸精度高、表面耐磨度高、材料利用率高、生產(chǎn)效率高、設(shè)備投資少等優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞 :冷擠壓 ; 輥套網(wǎng)格 ; 正擠壓 ; 凸緣買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 is of is to to in in in a of a of is to on to an of a of of to of of a 300000 of is of of of of of 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 I 目 錄 摘 要 . I . 錄 . I 1、冷擠壓的概述 . 1 擠壓的概念 . 1 擠壓加工的特點 . 1 擠壓模具的基本結(jié)構(gòu) . 1 擠壓模具分類 . 2 2、工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 2 件的工藝性分析及工藝計算 . 2 藝分析 . 2 3、模具 總體設(shè)計及主要部件設(shè)計 . 2 向尺寸算法 . 2 板尺寸的確定 . 4 模板材料 . 4 定模板尺寸 . 5 壓凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定 . 5 模剛度(細長桿失穩(wěn))校核 . 6 具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 6 料定位機構(gòu)設(shè)計 . 7 塊的卸除 . 7 具主要零件的一般要求 . 7 4、壓力機的規(guī)格 . 7 5、 模具結(jié)構(gòu)細節(jié) . 8 計構(gòu)思 . 8 釘?shù)陌惭b . 8 涉檢驗 . 8 6、模具裝配圖 . 8 致 謝 . 10 參考文獻 . 11 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1、 冷 擠壓 概述 擠壓 的概念 擠壓 加工的特點 冷擠壓就是把金屬毛坯放在冷擠壓模腔中,在室溫下,通過壓力機上固定的凸模向毛坯施加壓力,使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形而制得零件的加工方法。 冷擠壓技術(shù)的特點是 : 前我國研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達 8 9級,隴度一般可達,若采用理想的潤滑可 達 (指純鋁和紫銅零件 ),僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零件,一般不需要再加工,少量的只需精加工 (磨削 )。 擠壓件材料利用率通??梢赃_到 80%以上。如解放牌汽車活塞銷動切削加工材料利用率為 而用冷擠壓時材料利用率提高到 92%;又如萬向節(jié)軸承套改用冷擠壓后,材料利用率由過去的 高到 64%。可見,采用冷擠壓方法生產(chǎn)機械零件,可以節(jié)約大量鋼材和有色金屬材料。 冷擠壓方法生產(chǎn)機械零件的效率是非常高的,特別是生產(chǎn)批量大的零件,用冷擠壓方法生產(chǎn)可比切削加工提 高幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。例如,汽車活塞銷用冷擠壓方法比用切削加工制造提高 前又用冷擠壓活塞銷自動機,使生產(chǎn)率進一步提高。一臺冷擠壓自動機的生產(chǎn)率相當于 100臺普通車床或 10 臺四軸自動車床的生產(chǎn)率。 異形截面、內(nèi)齒、異形孔及盲孔等,這些零件采用其它加工法難以完成,用冷擠壓加工卻十分方便。所示的零件,能方便的擠出。 性好而重量輕:由于冷擠壓采用金屬材料冷變形的冷作強化特性,即擠壓過程中金屬毛坯處于三向壓應力狀態(tài),變形后材料組織致密、且具有連續(xù)的纖維 流向,因而制件的強度有較大提高。這樣就可用低強度材料代替高強度材料。例如過去采用 20改用 20號鋼經(jīng)冷擠壓制造活塞銷,經(jīng)性能測定各項指標,冷擠壓法高于切削加工法制造活塞銷。 從以上特點,可以看出,冷擠壓技術(shù)與目前各種加工方法比較,具有突出的優(yōu)越性。這就為冷擠壓代替切削加工、鍛造、鑄造和拉深工藝來制造機器零件,開辟了一條廣闊的道路。 冷擠壓也有其不足之處,在實際的應用中有一些難點需要克服。 擠壓是毛坯在模具中受三向壓應力而是變形抗力顯著增大,這使得模具所 受的應力遠比一般的沖壓模大, 冷擠壓金屬粉末時,模具所受的應力常達到 20002500以模具除了要有高強度以外,還需要有足夠的沖擊韌性和耐磨性。所以冷擠壓模具使用壽命遠低于沖壓模具。 于冷擠壓時毛坯變形抗力大,需要用幾十噸甚至幾百噸的壓力機 。 擠壓 模具的基本結(jié)構(gòu) 典型的冷擠壓模具有以下幾個部分組成: 1 )工作 部分 。 如凸模、凹模、頂出桿等 。 2 )傳力部分 。 如上、下壓力墊板。 3 )頂出部分 。 如頂桿、反拉桿、頂板等 。 4 )卸料部分 。 如卸料板、卸料環(huán)、拉桿、 彈簧等 。 5 )導向部分 。 如導柱、導套、導板、導筒等 。 6 )緊固部分 。 如上下模板、凸模固定圈、固定板、壓板、模柄、螺釘?shù)?。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 2 擠壓模具分類 冷擠壓模具具有多種結(jié)構(gòu)形式,可根據(jù)冷擠壓件的形狀、尺寸精度以及材料來選擇合適的模具結(jié)構(gòu)形式。冷擠壓模可以按一下兩個方面分類。 按工藝性質(zhì)分類 :正擠壓模、反擠壓模、復合擠壓模、鐓擠壓模。 按有無導向裝置分類 :導柱導套冷擠壓模、模口導向冷擠壓模、導筒導向冷擠壓模以及無導向冷擠壓模。 2、 工藝分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 件的工藝性分析及工藝計算 藝分 析 t=40 圖 1 零件圖 由圖 1可知,產(chǎn)品為圓片落料、圓片沖孔。產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)簡單對稱,無狹槽、尖角;孔與孔之間、孔與零件之間的最小距離滿足 c求。 ( 1)尺寸精度 任務(wù)書對 擠壓件 的尺寸精度要求為 查參考文獻 2知,普通 冷擠壓 時對于該 擠壓件 的精度要求為 ,所以尺寸精度滿足要求。 ( 2) 擠壓件表面 質(zhì)量 因為一般的金屬粉末冷擠壓都會出現(xiàn)粘模的現(xiàn)象,從而導致擠壓件表面質(zhì)量不良 。 ( 3)產(chǎn)品材料分析 對于 擠壓 件材料一般要求的力學性能是強度低,塑性 高,表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標準。本設(shè)計的產(chǎn)品材料為 另外產(chǎn)品對于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴格要求,所以盡量采用國家標準的板材,其 擠壓 出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證 經(jīng)上述分析,產(chǎn)品的材料性能符合冷 擠壓 加工要求。 3、 模具 總體設(shè)計及主要部件設(shè)計 向尺寸算法 徑向的計算 ,對于需要整形的零件,一般根據(jù)壓件成品的尺寸精度要求,先計算整形模的尺寸,然后根據(jù)整形模尺寸,計算成型模的尺寸;對于不整形的壓件,可直接計買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 3 算成型模尺寸。 從整形余量角度,可將整形分為正整形和負整形。所謂正整形,即留整 形余量的整形;負整形是不留整形余量,靠壓件變形產(chǎn)生擠壓作用的整形。本設(shè)計中整形屬于負整形。 (一) 計算公式 ( 1) 陰??讖?: 1 式中 : _壓件外徑最小尺寸 , 1_外徑整形回彈量,查表 ( 2)芯棒外徑 : 2 式中 :_壓件內(nèi)孔最大直徑, 2 _內(nèi)孔整形回彈量,查表 3 4 ( 1)陰模孔徑 : 1+ 式中 : _整形陰??讖剑?% 查表 2 % 查表 1 ( 2)芯棒外徑 : 1+ 式中 : _整形芯棒外徑, % 查表 2 % 查表 1 表 1 鐵、銅壓坯的回彈率 g 表 2 鐵、銅壓坯的燒結(jié)率 c 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 4 表 3 外箍內(nèi)時的整形余量和回彈量 表 4全整形時的整形余量和回彈量 板尺寸的確定 模板材料 根據(jù)產(chǎn)品的形狀簡單、精度不高,要求耐磨性較好、淬火變形小,使用壽命長的特點,凸模和凹模材料選用 上、下模座板材料為常用的 余非標準件材料選用 45鋼 。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 5 定模板尺寸 1) 凹模的厚度: H=中 b 凹模孔的最大寬度 ( K 系數(shù) H 凹模厚度 通過差表 系數(shù) K=175 以厚度為 通過 凹模板的確定,可算出其他板的厚度 下模座厚度: 向板厚度: 12模固定板厚度: 49 板厚度: 12模座厚度: 模板尺寸: 下模座: 265265模板: 120模固定板: 12049板: 12012模座: 16042)選用標準螺釘: 根據(jù)模具要求和為便于安裝,查模具設(shè)計指導書表 3 25 選用 8 枚 壓 凸模與凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸確定 擠壓 凸模長度 L 凸模長度應根據(jù)沖模的整體結(jié)構(gòu)來確定。一般情況下,在滿足使用要求的前提下,凸模越短,其強度越高,材料越省。 采用固定卸料板的沖裁模的長度為: L h 1+ (15 20)中 凸模固定板的厚度; 導向板厚度; 增加長度,包括凸模進入凹模的深度 (1 L 凸模長度 。 式中的 (15 20)括凸模進入凹模的深度 、 凸模修模量 、 沖模在閉合狀態(tài)下凹模板到凸固定板的距離。一般根據(jù)具體結(jié)構(gòu)再加以修正。 其中 凸模固定板 0模板厚 向板厚 2凸模修買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 6 磨量 Y=18則 L= 12 + 1 + 20 = 了加工方便,故沖孔凸模取 56 凸模強度(壓應力)校核 在一般情況下,凸模的強度是足夠是的,無需校核。但對于特別細長的凸模 或板料厚度較大的情況,應對凸模進行壓應力和彎曲應力的校核,檢查其危險斷面尺寸和自由長度是否滿足長度要求。 校核公式為 壓孔 凸模最小斷面積, 222m i n ; 壓 凸模材料的許用壓應力,凸模材料選用 參考文獻 2知,壓 ( 2000 2500) 壓 1200 因為 所以凸模強度校核符合要求。 模剛度(細長桿失穩(wěn))校核 校核公式 孔m 式中 凸模最大自由高度; E 凸模材料彈性模量,一般取 E 凸模最小斷面慣性矩,圓形斷面 644 ; 支承系數(shù),無導板導向 2 ; n 安全系數(shù),鋼取 n 2 3。 代入公式得 0 0 0 024m a xm a x 孔際 l 以凸模剛度符合要求 具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 本擠壓模具無廢料排除, 當金屬粉末攪拌均勻后直接倒入模具型腔內(nèi) ,上、下模合模壓制, 沒有其他的多余的步驟,操作簡單方便,應用廣泛。但金屬粉末在擠壓時抗力較大,因此模具所受的應力較大,所 以必須嚴格控制凸凹模的壁厚。以確保足夠的強度。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 7 料定位機構(gòu)設(shè)計 為了取件的方便,將此步驟省略。 塊 的卸除 為了簡化模具,本設(shè)計直接采用下模 頂 出的方式卸料, 具主要零件的一般要求 ( 1)陰模的高度應能容納壓坯所需要的松散粉末,并使上下模沖有良好的定位和導向。 ( 2)能保證壓坯的幾何形狀和尺寸精度。 ( 3)工作表面要有良好的粗糙度。 ( 4)工作表面要有高的硬度和良好的耐磨性。 ( 5)在工作壓力下應有足夠的強度和剛度。 ( 6)根據(jù)產(chǎn)品的批量和復雜程度,選擇模具材料的優(yōu) 劣。 ( 7)結(jié)構(gòu)上應便于制造和維修,便于安裝操作方便。 ( 8)能是壓件完好的脫出壓模。 ( 9)平磨后須退磁 ( 1)保證壓坯的幾何形狀和尺寸精度 ( 2)工作表面應有良好的粗糙度。 ( 3)與上下沖模應有良好的定位和導向。 ( 4)工作表面要有高的硬度。機動模芯棒的連接或固定端有足夠的剛性和韌性,熱處理硬度應適當降低。 ( 5)成型異型孔的芯棒結(jié)構(gòu),應保證能將壓件托出芯棒;結(jié)構(gòu)要方便操作,利于工作。 ( 6)設(shè)計應考慮材料的利用,較長較大的芯棒可采用組合結(jié)構(gòu)。 3模沖 ( 1)工作表面要有足夠的硬度和耐磨性,材 料的選擇與熱處理應考慮有適當?shù)捻g性。 ( 2)上下模沖對陰模和芯棒應有良好的定位和導向,應有合理的配合間隙,復合的模沖應能脫出壓件。 ( 3)上下模沖的工作面和配合面應有良好的粗擦度,非工作段的外徑可適當縮小,內(nèi)孔可適當?shù)姆糯螅詼p少精加工與陰模、芯棒的摩擦。 ( 4)有關(guān)部位應能保障不垂直度,不平行度和不同心度等技術(shù)要求。 ( 5)平磨后須退磁 4、 壓力機的規(guī)格 壓力機的規(guī)格主要是根據(jù)模具的公稱壓力通過計算 F=表,的壓力機規(guī)格如下: 公稱壓力 000 滑塊行程 700 滑塊行程 速度 空程下行 100mm/s 工作 8mm/s 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 8 回程 52mm/s 最小閉合高度 180 最大閉合高度 700 模具閉合高度應滿足 H 10H 5 最小閉合高度 H 墊板厚度 允許閉合高度 最大閉合高度 所以 1801210360125以模具的閉合高度應在 178343 力機可選 : 、 模具結(jié)構(gòu)細節(jié) 計構(gòu)思 在進行模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計時,需首先根據(jù) 產(chǎn)品 確定總體結(jié)構(gòu),然后一次為基礎(chǔ),詳細設(shè)計其中的組成零件。這一過程實際上就是自頂向下的設(shè)計過程。模具組成零件的形狀除受成形工藝形狀約束外,還受其在模具中所處的位置及其他零件的關(guān)系約束,只有總裝在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,才能獲得零件的相關(guān)約束,進行零件的設(shè)計。 為此,在利用 圖時 ,應采用自頂向下的設(shè)計模式,依次實現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計。具體表述為:首先,根據(jù) 產(chǎn)品 確定模具的總體框架結(jié)構(gòu),從典型結(jié)構(gòu)庫中實體化一種 導向結(jié)構(gòu)圖,然后直接在該總體結(jié)構(gòu)下,設(shè)計其他相關(guān)模具零件,以使零件設(shè)計和裝配設(shè)計相關(guān)聯(lián)。這樣,在設(shè)計某一零件時,其相關(guān)零件的形狀變化可被自動處理,從而保證設(shè)計結(jié)構(gòu)一致性。當零件設(shè)計完成后,可將裝配結(jié)構(gòu)中的每一零件輸出到相應的文件中,用來產(chǎn)生相應零件的 裝配 圖,并標注相關(guān)尺寸、技術(shù)要求等。 釘 螺釘?shù)陌惭b 上下模座各安裝四個緊固螺釘,斜對角各安裝兩個銷釘。 涉檢驗 零件裝配完成以后,個別零件之間可能出現(xiàn)型號干涉的情況,需對裝配體進行干涉檢查;否則零件有可能無法安裝或正常工作。需對零件重新進行裝配 或修改零件尺寸,直到消除干涉為止,表明各個零部件被正確安裝,可以正常工作。 6、模具裝配圖 本次設(shè)計采用的是 無導向冷擠壓成型模 , 金屬粉末填充后,上模下壓,一次成型,然后下模頂出 。如圖 7所示 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 7 1 上模座 2 上模墊板 3 上模固定板 4 下模 5 下模固定板 6 下模座 7 凸模 8 陰模 9 頂桿 10 頂塊 11 螺釘 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 10 致 謝 三年 的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一 個句號,而于我的人生卻只是一個逗號,我將面對又一次征程的開始。 三年 的求學生涯在師長、親友的大力支持下,走得辛苦卻也收獲滿囊,在論文即將付梓之際,思緒萬千,心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜,可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人,我的導師。我不是
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